直驱风电场经VSC-HVDC并网系统的多频段振荡特性分析

摘要

风电、光伏经由高压直流(HVDC)并网外送已经成为可再生能源消纳的理想方案.对于直驱型永磁同步风力发电机组(D-PMSG)经柔性直流输电(VSC-HVDC)技术并网外送系统的多频段振荡(MBO)问题值得深入研究.首先分别建立D-PMSG与VSC-HVDC的动态模型,并推导两者之间的接口动态方程,进而得到D-PMSG经VSC-HVDC并网外送系统的完整动态模型.基于特征值分析法,发现系统存在低频、次/超同步、高频多频段振荡模式,而这些振荡模式不仅与换流控制器参数有关,还与VSC-HVDC受端电网短路比及直流输电线路参数密切相关.通过PSCAD/EMTDC进行时域仿真,验证模型与特征值分析结果的正确性.进一步深入研究分析VSC-HVDC受端电网短路比与直流输电线路参数对多频段振荡阻尼特性的影响.结果发现,从调度运行的角度出发,尤其应当监视可能引起短路比过低进而恶化强相关模式阻尼比的运行状态;直流输电线路参数对高频振荡模式影响较大,直流线路过短特别是柔直背靠背的情况应给予关注.